[发明专利]利用原子力显微镜的生物分子相互作用

权利要求书

1.一种用于原子力显微镜AFM的悬臂，包括具有固定端和自由 端的悬臂体，其中所述自由端包括包含多个共价结合的树枝状 大分子的表面区域的锥形突起，其中每一个树枝状大分子包含 分支区和单个线性区，并且其中每个树枝状大分子的所述分支 区的多个末端共价结合于所述表面区域，并且每个树枝状大分 子的所述单个线性区的末端被功能化，并且树枝状大分子的线 性官能团以0.1nm至100nm的固定间隔隔开。

2.根据权利要求1所述的悬臂，其中所述突起是角锥形或圆锥形 的。

3.根据权利要求1所述的悬臂，其中所述树枝状大分子的所述线 性官能团以10nm的固定间隔隔开。

4.根据权利要求1所述的悬臂，其中所述分支区的末端通过由 -C(＝O)-、-NR-、-O-、和-PR₂”-组成的一组基团被共价连接于 所述表面，其中R是氢或烷基、并且R”是H、烷基或烷氧基。

5.根据权利要求1所述的悬臂，其中所述线性区包括间隔区。

6.根据权利要求5所述的悬臂，其中通过第一官能团将所述间隔 区连接于所述分支区。

7.根据权利要求6所述的悬臂，其中所述官能团选自由-NH-、 -O-、-PH₂-、-COO-、和-S-组成的组。

8.根据权利要求5所述的悬臂，其中所述间隔区包含共价结合于 所述第一官能团的连接区。

9.根据权利要求6所述的悬臂，其中所述连接区包括取代或未取 代的亚烷基、亚烯基、亚炔基、环亚烷基、亚芳基、醚、聚醚、 酯或亚氨烷基。

10.根据权利要求5所述的悬臂，其中所述间隔区包括第二官能 团。

11.根据权利要求10所述的悬臂，其中所述第二官能团选自由 -NH-、-O-、-PH₂-、-COO-、和-S-组成的组。

12.根据权利要求10所述的悬臂，其中所述第二官能团位于所述 线性区的末端处，以使得所述第二官能团将所述线性区共价连 接于所述分支区。

13.根据权利要求1所述的悬臂，其中存在于所述线性区的所述末 端处的所述官能团包含保护基团。

14.根据权利要求13所述的悬臂，其中所述保护基团是酸不稳定 的或碱不稳定的。

15.根据权利要求1所述的悬臂，其中探针核苷酸或配体结合于存 在于所述树枝状大分子的线性区的末端处的所述官能团。

16.根据权利要求15所述的悬臂，其中所述探针核苷酸或配体以 0.01探针/nm²至0.5探针/nm²范围的低密度存在。

17.根据权利要求15所述的悬臂，其中所述探针核苷酸是DNA、 RNA、或其组合。

18.根据权利要求17所述的悬臂，其中所述探针核苷酸是寡核苷 酸。

19.根据权利要求17所述的悬臂，其中所述探针核苷酸是cDNA。

20.一种用于制造根据权利要求1所述的悬臂的方法，包括(i)功能 化所述悬臂的表面区域，使得所述悬臂的表面区域可与所述树 枝状大分子末端起反应；以及(ii)使所述树枝状大分子接触所 述表面区域以便所述末端与所述表面成键。

21.根据权利要求20所述的用于制造悬臂的方法，其中探针核苷 酸或配体固定于所述树枝状大分子线性区的末端，包括以下步 骤i)从在所述表面区域上所述树枝状大分子线性区的末端去 除保护基团；以及ii)将所述探针核苷酸、配体或连接于所述 探针核苷酸或配体的连接分子接触所述支持物上树枝状大分 子线性区的末端，从而使所述探针核苷酸、配体或连接分子与 所述末端成键，其中所述连接分子是同双官能或异双官能连接 子。